JPS63227692A - プレミアムコーキング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプレミアム　コーキング方法に関する。

［発明の背景及び概要］ 鉄鋼工業で使用される電気アーク炉に用いる大グラファ
イト電極の製造用の高品質プレミアムコークスに対する
需要は増大しつつある。グラファイト電極の品質を特徴
付ける多くの特性か重要なものである。このような特性
の１つに密度かある０通常は密度が高ければ高いほど電
極は良くなる。グラファイト電極に用いるプレミアム　
コークスの品質は熱膨張係数でも測定される。これはゼ
ロのような低い値から＋８　ａｍ／　ｃｍ／　’ＣＸ　
１０−７のような高い値まで変化する。プレミアム　コ
ークスの需要者は常に高い密度及び低いＣＴＥ値のグラ
ファイト物質を求めている。

プレミアム　コークスは重炭化水素をコークスと軽炭化
水素生成物に転換する遅延コーキングで製造される。こ
の方法では重炭化水素原料は迅速にクラッキング温度に
加熱され、コーキング　ドラムに供給される。加熱供給
物はドラム内でコークスと分解蒸気に転換するに充分な
その含有熱に浸漬［５ｏａｋ］される１分解蒸気は頂部
から取り出され２分留され２分留器底部は所望により供
給物に再循環される。コークスはドラムがコークスでみ
たされるまでドラムに集積し、その際加熱供給物は他の
コークス　ドラムに切り換えられコークスは充満ドラム
から取出される。取出し後、コークスは上昇温度で焼成
［ｃａｌｃｉｎ］されて揮発物質を除きコークスの炭素
対水素比を増大させる。

大グラファイト電極の製造において、遅延コーキング方
法で得られる焼成プレミアム　コークス粒子はピッチと
混合され、押し出されてグリーン電極を形成し、上昇温
度でベーキングしてピッチを炭化する。ピッチはコーク
スより速くその密度を失うので、混合物のコークスのパ
ーセントが高ければ高いほど生成電極の密度は高くなる
。コークスのパーセントはコークス粒子の大きさの適当
な劣化によって最大にすることかできる。プレミアム　
コーキング操作においてしばしば過剰の小粒子が製造さ
れ、生成電極は最大密度及び強度に達しない、大粒子の
コークスを電極製造者に提供することは９例えば若干の
大粒子を中間又は小さい粒子に転換することによって所
望の粒径分布を得るためのフレキシビリティを製造者に
もたらす。

即ち、大きいコークス粒子の高割合を製造する方法を提
供することは望ましいことである。

電極の性能はコークスＣＴＥに反比例し。

ＣＴＥが減少すると電極の性能が増大する。これは主と
してコークスＣＴＥの減少による電極の低消費速度に反
映される。即ち、低いＣＴＥコークスを製造する方法を
提供することも望まれている。

本発明によれば、低ＣＴＥ及び増大した粒径を有するプ
レミアム　コークスが高い芳香族含量及び低い分子量を
有する芳香族鉱油の遅延プレミアム　コーキングを散布
［ｓｐａｒｇｊｎｇ］非コーキング気体物質の存在下で
行なうことによって得られる。

［従来の技術］ 米国特許第４．５１８，４８６号は、接触クラッキング
で得られる６００’　Ｆ〜１０００″Ｆ留分のような芳
香族濃縮物を軽ガス油のような非コーキング供給補充分
の存在下で遅延コーキングして特性の改良されたプレミ
アム　コークスを得る方法を説明している。供給補充分
と芳香族濃縮物との比は好ましくはコーキング　サイク
ルの後半で増大される。

英国特許出願第８４１２８７７号は、コーキング生成物
から揮発物質を除くためコーキング工程の間にコーキン
グ　ドラムへの気体の導入を教示している［遅延コーキ
ング方法コ、気体は、水蒸気、窒素、炭化水素ガス又は
その混合物であってもよく。

コーキング供給物の約５〜約４０重量パーセントを構成
する。

米国特許第３，９５６，１０１号は、コーキングの間コ
ーキング　ドラムに軽炭化水素蒸気又は他の非酸化気体
を泡出する高品質コークスの製造を説明している。

米国特許第４，０３６，７３８号は２合成コーキング石
炭を製造する遅延コーキング方法を説明している。

この方法は窒素、蒸気、又は軽炭化水素のような不活性
希釈気体の存在下で行われる。

［発明の構成］ 本発明を実施するのに用いられる新しい原料は重芳香族
鉱油留分である。この原料は石油、シ工−ル油、タール
　サンド、石炭等を含む各種の源から得ることができる
。特定の原料は、高芳香族含量１通常は少なくとも約６
５パーセントの芳香族形態の炭素［炭素１３核磁気共鳴
分析で測定］。

及び好ましくは少なくとも７５パーセントを有する。適
当な原料はまた７５０″Ｆ以上の沸点供給留分に、低分
子量、約６５０以下、好ましくは約５００以下を有する
。適当な原料は、スラリ油又は清澄油とも呼ばれるデカ
ント油を含み、ガス油及び／又は残留油の接触クラッキ
ングから分留流出分として得られる。使用できる他の原
料はエチレン又はパイロリシス　タールである。これは
エチレンのようなオレフィンを製造するための高温熱ク
ラッキングから誘導される重芳香族鉱油である。熱ター
ルも原料として用い得る。これはガス油又は類似の物質
の熱クラッキングで製造される物質の分留で得られる重
油である。使用できる他の原料は抽出コール　タール　
ピッチである、これらの原料は単独又は組合わせて用い
ることがてきる。さらに、原料はプレミアム級のコーク
ス製造に使用する前に水素処理及び／又は熱クラッキン
グを行なうことができる。

コーキング反応に散布するのに用いられる希釈物質は、
コーキングの温度及び圧力条件下で非コーキング及び気
体である任意の物質であり得る。

例えば希釈剤は液体炭化水素［周囲条件で］又は軽炭化
水素、窒素、水蒸気等の通常気体物質でもよい。

第１図において、原料はライン１を通ってコーキング工
程に導入される。原料［この説明においては抽出コール
　タール　ピッチである］は、炉２内で通常約８５０°
Ｆ〜約１１００°Ｆの範囲。

好ましくは約９００°Ｆ〜約９７５°Ｆの間の温度に加
熱する。該温度にコール　タール　ピッチを迅速に加熱
する炉７例えばパイプスチルが通常用いられる。実質的
に−Ｉ−記温度以１−で炉を出るコール　タール　ピッ
チをライン３からの窒素散布気体と一緒にし該混合物を
コーキング　ドラム５の底にライン４を通って導入する
。場合により。

散布気体はコール　タール　ピッチとは別にコーキング
　ドラムに導入できる。コーキング　ドラムは約１５〜
約２００　ｐｓｉｇの間の圧力に維持し。

約８００°Ｆ〜約１０００°Ｆの範囲２通常は約８２０
″′Ｆ〜約９５０°Ｆの間の温度で操業する。

ドラムの内ではコール　タール　ピッチは反応して分解
蒸気及びプレミアム　コークスを形成する。

分解蒸気はドラムの頂部からライン６を通って連続的に
取出す、コークスは予め定めた水準までドラムに集積し
、その時ドラムへの供給を閉じ。

同様の操業が行われる第２コーキング　ドラム５ａに切
替える。この切替はドラム５の操業休止を可能にし集積
コークスは常法によって取出される。

コーキング　サイクルは約１６及び約６０時間の間を必
要とするか２通常は約２４〜約４８時間で完了する。

コーキング　ドラムの頂部から取出される蒸気はライン
６によって分留器７に移送される３図面に示すように、
蒸気は典型的には窒素及びＣ，−０３生成物流８．ガソ
リン生成物流９．軽ガス油−１０＝ 生成物流１０及び分留器の底部から取出されるプレミア
ム　コークス重ガス油流に分留される６窒素は適当な手
段でＣｔ−Ｃ３生成物から回収され。

所望により散布気体として再使用のため循環できる。

前に説明したように２分留器からのプレミアムコークス
重ガス油は所望の割合でライン１２を通ってコーカー類
に循環できる。過剰のネット　ボットムはライン１１か
ら取出し通常の残留精製技術に付すことができる。

グリーン　コークスはコーキング　ドラム　５及び５ａ
からそれぞれ出口１３及び１３ａを通って取出し焼成器
１４に導入して、上昇温度に付し揮発物質を除きかつコ
ークスの炭素対水素比を増大させる。

焼成は約２０００°Ｆ及び約３０００°Ｆの範囲。

好ましくは約２４００〜約２６００°Ｆの範囲の温度で
行なうことができる。コークスは約１時間半乃至約１０
時間、好ましくは約１乃至約３時間焼成条件に維持する
。焼成温度及び焼成時間は所望のコークスの密度によっ
て変る。大グラフアイ−１１＝ ト電極の製造に適した焼成プレミアム　コークスはライ
ン１５を通って焼成器から取出される。

前述したように１本発明の利点を提供するに適した原料
は、その高い芳香族性及び７５０″Ｆ＋留分の低分子量
によって特徴付けられる。これは例に示される結果によ
って例示される１例えば。

熱タール＃２は１表４に示されるように高い芳香族性及
び７５０°Ｆ十留分の低分子量を有し２例５に示される
ように散布方法に実際的に応答する。

然しながら、熱タール＃１は２例４に示すように。

低分子量を有するにも拘らず好ましい結果をもたらさな
い、芳香族炭素含量が低くすぎるからである。他の例は
例５に用いたパイロリシス　タールである。これは７５
０°Ｆ十留分の高分子量のために良い供給物ではない、
これはその芳香族炭素含量が熱タール＃２のよりも大で
あるにも拘らずそうである。

希釈剤又は散布気体は全遅延コーキング　サイクルの間
コーキング反応に導入できる。然しなから、サイクルの
最後の８時間のようなサイクルの後半に散布することに
よって重要な改良が得られると考えられる。

［実施例］ 例１ 表４に示すコール　タール　ピッチを７０　ｐｓｉｇ及
び８６５°Ｆで８時間バッチ操作でコーキングした。同
一原料を同一条件でコーキングしたが。

操業の最初の２２．５分間２８ｆｔ３／時／供給物の１
ｂの速度で窒素散布した［反応に供給した供給物の１ｂ
当り全部で０．８４５１ｂの窒素を用いた］。

表１のデータは、散布によってコークスＣＴＥかかなり
低くなり［３，２と５．２］及びグリーン　コークスの
大きさがかなり大きくなる［７８．６重間パーセント＋
１４メツシユと４５．１重量パーセント］。

例２ 同一のコール　タール　ピッチを例１と同一の条件でコ
ーキングしたが、散布の間の最初の４０分間反応器に窒
素を通したところ、ＣＴＥ［１，７と５．２１及びグリ
ーン　コークスの大きさ［６３，３重間パーセント＋１
４メツシユと４５　、　１　ｍｍバーセント］が散布で
改良されることを示した。

例３ 例１及び２に用いたと同一のコール　タールピッチを８
９５°Ｆ及び７０　ｐｓｉｇで８時間及び９２５°Ｆ及
び７０　ｐｓｉｇで８時間コーキングした。

同一条件の窒素の別個の実験を例１のように加えた１表
１のデータは窒素散布にょるＣＴＥの改良を示している
。

これらの成功した全ての実験では芳香族炭素含量６５パ
一セント以上及び７５０’　Ｆ十留分の分子量が５００
未満の原料を用いた、 コーキング条件 コーキング温度　０Ｆ コーキング圧力　　ｐｓｉｇ コークス　ｐＴＥ　　　１０−７／℃ ＋１４メツシュ　グリーン　コークス　重量％コークス
収量　　重量％ 表　　１ ８Ｅｉ５　　８Ｅｉ５　　８［ｉ５　　８Ｂ５　　　　
ｇ９５　　８９５　　９２５　　９２５０　　　０．８
４５　　０　　　１．５００　　０　　　０．８４５　
０　　　０．８４５５．２　　８．２　　５．２　　１
．７　　　２．７　　２．６　　２．９　　２．２４５
．１　７８．ｆｌｉ　　　４５．１　　Ｂ３．３　　７
２．０　　７４．７　　８５．０　７８．８５７．５　
２８．ｅ　　　５７．５　２２．１　　５４．２　　２
５．０　　５１．４　２５．１例４ 表４に示す特性を有する熱タール［＃１７２０’Ｆ＋留
分を７０　ｐｓｉｇで８時間８６８９５°Ｆ及び９２５
°Ｆにおいてニーした。同一の原料を同一条件下でニー
キたが、窒素散布を１４　ｆｔ３／時／供給物速度で１
１分間［０，２１０１ｂ　　Ｎ２／のｌｂ］及び２８ｆ
ｔ３／時／供給物の１ｂの１１分間［０，４２０１ｂ　
　Ｎ２／供給物で行なった。１の実験は９２５°Ｆで２
／時／供給物のｌｂの散布速度で２２，５［０，８４５
１ｂ　　Ｎ２／供給物のＩｂ１行なこれらの実験の結果
は表２に示す、この散布はコークスのＣＴＥ及びコーク
スの大一定の有利な効果を示さないことが明らかこの原
料について本方法の有効性の欠如はい［６５パ一セント
未満コの芳香族炭素金回する、 例５ 表４に示す特性を有する残留物［ｒｅｓｉｄ　］　＋パ
イロリシス　タール及び熱タール［＃２コを７２０°Ｆ
てトッピングし７０　ｐｓｉｇで８時間８６５°Ｆにお
いてコーキングした。同一原料を同一条件でコーキング
したが、実験の最初の４０分間２８ｆｔ３／時／供給物
の１ｂの速度で窒素散布を行なった１表３は、熱タール
［＃２］でＣＴＥの実質的改良［１，０１と１．９２］
が得られたことを示す、然しなから、パイロリシス　タ
ール及び残留物の場合は散布はかなりＣＴＥを増大させ
た。

以」−のように、高芳香族炭素含量を有し、はとんどの
コークスが形成される留分［７５０°Ｆ十留分］が低分
子量である原料のコーキングの間に気体散布することに
よって改良されたコークス特性が得られることを示した
。この基準を満たさないプレミアム　コークス原料では
これらの改良が達成できない理由は明らかではない、然
しなから。

原料がこの芳香族炭素及び分子量の要件を満たすと各種
の原料について重要な改良が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するのに適したプレミアム　コー
キング装置の概略フロー　シートである。 ２は炉、５及び５ａはコーキング　ドラム、７は分留器
、１４は焼成器である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １（ａ）芳香族炭素含量が少なくとも約 ６５パーセントで７５０°Ｆ＋留分の分子量が約６５０
   より大きくない芳香族鉱油原料を約８５０°Ｆ及び約１
   １００°Ｆの間に加熱し、 （ｂ）該加熱原料を、原料を蒸気及びプレミアム　コー
   クスに変換するに充分な約８００°Ｆ及び約１０００°
   Ｆの間の温度、かつ約１５ｐｓｉｇ及び約２００ｐｓｉ
   ｇの間の圧力においてその含有熱に該原料を浸漬するコ
   ーキング　ドラムに導入し、 （ｃ）コーキング条件下で気体である非コーキング希釈
   物質で散布しながら遅延コーキングを行ない、 それによって改良された特性のプレミアム　コークスを
   得ることを包含する遅延プレミアム　コーキング方法。 ２　該芳香族鉱油原料がデカント油、パイロリシス　タ
   ール、熱タール、抽出コール　タールピッチ、及びその
   混合物からなる群から選ばれる請求項１記載の方法。 ３　非コーキング希釈物質が窒素である請求項１記載の
   方法。 ４（ａ）芳香族炭素含量が少なくとも約 ６５パーセントで７５０°Ｆ＋留分の分子量が約６５０
   より大きくない芳香族鉱油をコーキング温度に加熱し、 （ｂ）該加熱原料を、原料を分解蒸気及びプレミアム　
   コークスに変換するに充分なその含有熱に該原料を浸漬
   する遅延コーキング条件下で約１６時間及び約６０時間
   の間の時間に亙りコーキング　ドラムに導入し、 （ｃ）コーキング条件下で気体であり、コーキング　ド
   ラムへの原料の導入の最後の８時間の間に導入される散
   布非コーキング希釈物質の存在下で遅延コーキングを行
   ない、 それによって改良された特性のプレミアム　コークスを
   得ることを包含する遅延プレミアム　コーキング方法。 ５　該芳香族鉱油原料がデカント油、パイロリシス　タ
   ール、熱タール、抽出コール　タールピッチ、及びその
   混合物からなる群から選ばれる請求項４記載の方法。 ６　非コーキング希釈物質が窒素である請求項４記載の
   方法。 ７　該芳香族鉱油原料が熱タールである請求項４記載の
   方法。 ８　該芳香族鉱油原料が抽出コール　タールピッチであ
   る請求項４記載の方法。 ９　該鉱油原料が少なくとも７５パーセントの芳香族炭
   素含量を有する請求項４記載の方法。 １０　該鉱油原料の７５０°Ｆ＋留分の分子量が約５０
   ０より大きくない請求項４記載の方法。